实验报告
实验名称: 材料的力学参数测试技术
实验一低碳钢拉伸实验
一、实验目的和要求
1. 了解电子万能试验机的工作原理，熟悉其操作规程和正确的使用方法，同时学会正确使用材料力学参数测试软件；
2. 测定低碳钢拉伸试件的上屈服力、下屈服力、强度性能指标、断后伸长率、断面收缩率等参数指标；
3. 观察低碳钢试样在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（L
-曲线）了
F?
解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。
4．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率A，截面收缩率Z。
5．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。
电脑、万能试验机、游标卡尺、试样打点机、打印机、材料参数测试软件，待测试件。
万能试验机：采用夹板式夹头，如图1-1。夹头有螺纹，形状如1-2所示。试件被夹持部分相应也有螺纹。试验时，利用试验机的自动绘图器绘制低碳钢的拉伸图。
图1-1 夹板式夹头图 1-2用于圆形截面试件的夹头
三、拉伸试件
本次金属材料拉伸实验所用的试件形状如图1-3所示。图中工作段长度
l称
为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。
图1-3 低碳钢的拉伸试件
图中L0为标距长度，用于测量拉伸变形，单位为mm。
低碳钢是应用最为广泛的结构材料，其拉伸曲线也较为特殊。当试样伸长达到某一长度时，继续拉伸试样，材料强度反而出现下降现象，并在某一不大的范围内波动，此即所谓的材料屈服现象。
从图1-4中可以看出，对于低碳钢试件，当载荷在弹性极限范围内变化时，拉伸图上相应段是直线，表明此阶段内载荷与试件的变形成比例关系，即符合胡克定律的弹性变形范围。
当载荷增加到上屈服点时，实验力值不变或突然下降到某点，然后在小的范围内摆动，这时变形增加很快，载荷增加很慢，说明材料产生了屈服（或称流动）。与上屈服点相应的应力叫上屈服极限，与下降后的点相应的应力叫下屈服极限，因下屈服极限比较稳定，所以材料的屈服极限一般规定按下屈服极限取值。以下屈服点相对应的载荷值L F e 除以试件的原始截面积A ，即得到低碳钢的屈服极限
Ll
R e ，A F R L L /e e =。
屈服阶段后，试件要承受更大的外力才能继续发生变形，若要使塑性变形加
大，必须增加载荷，达到最大荷载点之前的这一段就称为强化阶段。当载荷达到最大值m F 时，试件的塑性变形集中在某一截面处的小段内，此段发生截面收缩，即出现“颈缩”现象。此时记下最大载荷值m F ，用m F 除以试件的原始截面积A ，就得到低碳钢的强度极限m R ，A F R m m /=。在试件发生颈缩后，由于截面积的减小，载荷迅速下降，然后试件断裂。
图1-4 低碳钢拉伸应力应变曲线
铸铁是少数脆性金属材料的代表。铸铁的含碳量比高碳钢的含碳量还高。其应力应变曲线如图1-5所示。铸铁拉伸时只有弹性变形，卸载时应力应变曲线回到原点，但铸铁的应力应变曲线的线性很差，或者说线弹性很短。由于铸铁在断裂前没有塑性变形，自然不会存在屈服和颈缩现象。整个变形很小，几乎没有什么预兆就发生突然断裂。断裂时的载荷
F即为强度极限m R所对应的载荷。
m
图1-5 铸铁拉伸应力-应变曲线
五、实验方法及步骤
1. 试样标距确定：取一根低碳钢棒材试样，利用打点机在试样的平直段均匀打出十一个点，每两点间的距离为10mm，则原始标距
L为100mm；
1-6用划线机将标距10等分
2．初始直径测量：用游标卡尺测量试样的初始直径，为10.06mm；
3. 开机：打开电脑后，运行材料力学参数测试软件，单击“联机”图标，将软件和万能试验机联机；
4. 实验参量设置：在软件的“条件读盘”下拉菜单中进行条件设置：数据文件名设为：低碳钢拉伸曲线试验；输入试样的初始标距和初始直径，分别为
100mm 和10.06mm ；选择“要计算的项目”为：上屈服力，下屈服力，上屈服强度，下屈服强度，最大力，抗拉强度，断面收缩率，断后伸长率；实验速度设为4mm/min ；选择显示的坐标体系中横坐标为“位移（mm ）”，最大值取40mm ，纵坐标为“力（kN ）”，最大值取40 kN ；
5. 装夹试样；
6. 开始实验：实验前要对所有实验显示进行清零，在材料力学参数测试软件中单击“开始实验”。可以看到力在连续加载，“力—位移”曲线也在屏幕上逐渐显示出来。当加载的力达到最大后，可以看到试样变形明显加快，很快试样就被拉断；
7．卸载并取下试样。
8. 断后试样参数确定：利用游标卡尺测得的断后标距u L 为119.16mm 。缩颈最小处相互垂直的两个方向上直径的测量值为6.44mm 和6.40mm 。在软件中输入上述测量值，可得到要求计算的物理量的值。
9. 打印：单击“结果”下拉菜单中的“打印”，可得到试样的拉伸曲线以及要计算的各个物理量。
10. 单击“脱机”图标，完成实验。
六、实验结果处理
拉伸曲线上显示：上屈服力kN F H 925.22e =，下屈服力kN F L 243.18e =，最大力kN F 072.30m =。
则上屈服强度为
)/(2884
/06.101000
925.224
/2
2
2
0mm N d F R eH
eH =??=
=
ππ
下屈服强度
)
/2304
/06.101000
243.184
/2
2
2
0mm N d F R eL
eL =??=
=
ππ
抗拉强度
MPa
mm N d F R m
m 378)/(3784
/06.101000
072.304
/2
2
2
0==??=
=
ππ
断后伸长率
%160.19%10000
.10000
.10016.1190
=?-=
-=
L L L A u
断后收缩断面的直径
)(42.62
40
.644.6mm d u =+=
断面收缩率
%274.59%10006
.1042
.606.10%100%1002
2
220
2
2
00
0=?-=
?-=
?-=
d d d S S S Z u
u
断后伸长率和断面收缩率在低碳钢拉伸曲线上也显示出来了。 拉伸曲线如附页1“低碳钢拉伸试验”所示。
七、注意事项
1） 开机前和停机后，送油阀一定要置于关闭位置。加载、卸载均须缓慢进行。 2） 拉伸试件夹住后，不得再调整下夹头的位置。
3） 机器开动时，操纵者不得擅自离开。实验过程中不得触动摆锤。 4） 使用时，听见异声或发生任何故障应立即停止。 5）
试件装夹必须正确，防止偏斜和夹入部分过短的现象。
八、实验讨论
1.途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。
2. 从低碳钢拉伸曲线图中可以看出：加载初期材料表现出明显的线弹性变形，位移随着力呈线性比例增加；进入屈服阶段后，施加的力基本维持不变，而试样的位移明显增加；屈服阶段过后，随着位移的增加，力也不断增加，两者关系呈曲线，直至力达到最大值；此后，随着位移的增加，施加的力减小，直至试样被拉断。（与低碳钢不同的是，铸铁从开始加载到最后被拉断，只有少量塑性变形，在弹性变形达到最大时突然背拉断，没有颈缩和强化的阶段。）
实验二 低碳钢和铸铁弹性模量的测定
一、实验目的和要求
1. 确定材料所要加载的弹性范围：对于低碳钢和铸铁试样，可根据实验一得到的金属材料拉伸 “力—位移”曲线得到所需加载的弹性范围。
2.掌握低碳钢和铸铁弹性模量的测定方法；
3. 初步掌握机械式引伸计的构造原理及操作使用方法； 4．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。
二、实验设备和器材
万能试验机、YJY12机械引伸计、橡皮筋、游标卡尺、打印机、材料参数测试软件、低碳钢棒材试样一根、铸铁棒材试样一根。
三、实验原理
在弹性范围内，金属材料服从胡克定律，其应力应变关系呈线性比例，从而“力-变形”曲线也近似呈直线。在试件上安装测量轴向伸长的引伸计，加载即可得到引伸计在标距范围内的轴向伸长量，弹性模量的计算方法详述如下：取线段上的两个点，对应的力和变形量的值分别为1F ，2F ；1L ?，2L ?。由轴向拉伸作用下的变形公式
0011ES L F L =
?
022ES L F L =
?
软件根据计算式
2
120120
12012)()(4)()(d L L L F F S L L L F F E π?-?-=
?-?-=
可计算得到弹性模量值。
四、实验方法及步骤
（1）铸铁弹性模量的测定
一般用初始部分曲线的割线斜率来表示其弹性模量。铸铁的弹性模量较碳钢
小。
利用游标卡尺测得铸铁棒材试样的直径为9.96mm。具体实验操作可参照低碳钢弹性模量的实验测定方法。
（2）低碳钢弹性模量的测定
1. 测量试样直径：在试验段范围内，利用游标卡尺测量低碳钢棒材的直径为10.00mm；
2. 开机：打开电脑中的材料力学参数测试软件，单击“联机”图标，将软件和万能试验机联机；
3. 实验参量设置：数据文件名设为：低碳钢弹性模量；输入试样的原始直径为10.00mm。选择“要计算的项目”为：弹性模量，最大力；选取用于计算的“力—变形”曲线段上的两点对应的力分别为施加的最大力的10%和60%；选择显示的坐标横坐标为“变形（mm）”，最大值取0.06mm，纵坐标为“力（kN）”，最大值取20 kN；选中引伸计设定框。单击“确认”，保存条件设置；
4. 装夹试样；
5. 装引伸计：装用橡皮筋将引伸计的刀口固定在试样的中间部分，固定好之后拔下引伸计上的销钉；
6. 开始实验：实验前对所有实验显示进行清零，横梁速度采用2mm/min。然后单击“开始实验”，注意观察图形和数据显示窗口，当加载的力达到约19.0kN 的时候，单击“暂停”，保存实验文件。拨下安装引伸计的橡皮筋，同时用手托住引伸计，把它轻放在电脑桌或实验机平台上；
8. 打印：单击“结果”下拉菜单中的“打印”，先打印预览一下，没有问题后，开始打印，可得到试样在弹性范围内的“力—变形”曲线以及要计算的各个物理量；
9. 卸载并取下试样。
五、实验结果分析及处理
软件计算得到的低碳钢试样、铸铁试样的弹性模量值分别为a
?
.15MP
10
97
和a
.05MP
?，施加的最大力分别为19.191kN和15.472N，对应的“力—变75
10
形”曲线见附页2和3所示。
六、实验讨论
当把引伸计固定在试样上后，切记拔下销钉，否则引伸计会因为刀口受到约束而随着试样的变形被拉坏。摘下引伸计后，把销钉插回原处以起到保护作用。
实验三铝试样和低碳钢规定非比例延伸强度的测定
一、实验目的
1. 学会测试金属材料的规定非比例延伸强度的原理和方法，并对三种主要
的实验方法进行比较；
2. 熟悉引伸计的构造原理和使用方法；
3. 测定LY12试样和低碳钢试样的非比例延伸强度
R。
p
.0
01
二、实验设备及材料
引伸计、橡皮筋、游标卡尺、万能试验机、材料参数测试软件、电脑、 LY12
和低碳钢棒材试样一根
三、实验原理
用引伸计测量延伸试样延伸时，引伸计刀口部分的距离成为引伸计标距（
L）。
e
实验期间，任一给定时刻引伸计标距（
L）的增量叫做延伸。延伸与引伸
e
计标距（
L）之比的百分率叫延伸率。实验中任一给定时刻引伸计标距的非比e
例延伸与引伸计标距（
L）之比的百分率称为非比例延伸率。
e
当非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力称为规定非比例延
伸强度。
图4 规定非比例延伸强度测定
由于规定的百分率有不同值，所以使用的符号应附以下标说明规定的百分率。本实验测定的01.0p R 就是规定非比例延伸率为0.01%时的应力，实验中常用的三种测试方法如下所述： （1） 逐级加力法
逐级加力方法测定规定非比例延伸强度。查阅所测材料的拉伸曲线，参考其屈服力的值估算一个规定非比例延伸强度所对应的力0
01.0p F ，则取其大小的10%作为初载0F ，取其大小的70%~80%作为估算的比例段的最大载荷max F 。在0F 和
max
F 之间分四级或五级加载。级间间隔力n F F F /)(0max 1-=?，其中（n=4或5）。
在加载的力超过m
a x
F 后，仍分级加载，但级间间隔力变小，令0
2
2)/25~20(S mm N F ?=?并取整数。在加载过程中，对于每一个力，立即记录
下其对应的变形，并计算前后两次变形量间的变形间隔，并计算出处于比例阶段的平均变形间隔。当变形间隔增大时，说明材料进入了非比例延伸阶段，计算出非比例伸长量。当非比例伸长量=原始标距*非比例延伸率时，记录下此时的力
01.0p F ，将其除以原始横截面积0S 即可得到规定非比例延伸强度01
.0p R 。
（2） 图解法
根据力-延伸曲线图测定规定非比例延伸强度。在曲线图上，画一条与曲线的弹性直线段部分平行，且在延伸轴上与此直线段的距离等效于规定非比例延伸率0.01%的直线。此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规定非比例延伸强度的力。此力除以试样原始横截面积0S 得到规定非比例延伸强度（见图5）。此方法中，准确绘制力-延伸曲线图十分重要。
图5 图解法
有些材料的拉伸曲线中无明显的弹性直线段，这样就造成力-延伸曲线图的弹性直线部分不能明确地确定，导致不能以足够的准确度来画出上述平行线，这时就要采用后两种方法，如下所述。 （3） 滞后环法
试验时，当已超过预期的规定非比例延伸强度后，将力降至约为已达到的力的10%。然后再施加力直至超过原先已达到的力。为了测定规定非比例延伸强度，过滞后环划一直线。然后经过横轴上与曲线原点的距离等效于所规定的非比例延伸率的点，做平行于此直线的平行线。平行线与曲线的交截点给出相应于规定非比例延伸强度的力。此力除以试样原始横截面积0S 得到规定非比例延伸强度，如图6所示。
图6 滞后环法
四、实验方法及步骤
（1）LY12的规定非比例延伸强度
本实验采用逐级加力方法测定LY12试样的规定非比例延伸强度01.0p R 。 1. 计算规定非比例延伸量：规定非比例伸长量=原始标距*非比例延伸率=50mm*0.01%=0.005mm 。
2. 拟定加载方案:：查阅LY12试样的拉伸曲线，参考其屈服力的值估算一个规定非比例延伸强度所对应的力kN F p 300
01.0 ，则
kN kN F F p 330%10%100
01.00=?== kN kN F F p 2430%80%80001.0max =?===
分五级加载，则级间间隔加载
()kN
kN n F F F 2.45/324/)(0max 1=-=-=?
取kN F 41=?， ()()kN d F 0.2~5.14/25~202
02=?=?π，
从实验精度考虑，取kN F 12=?更合适。
3. 测量试样直径：利用游标卡尺测量LY12棒材试样的原始直径0d 为10.01mm 。
4. 实验参量设置：在软件的“条件读盘”下拉菜单中进行条件设置：数据文件名设为：铝试样规定非比例延伸强度实验；输入试样的原始直径，为10 mm ；选择“要计算的项目”为：非比例延伸强度0.01；选择显示的坐标横坐标为“变形（mm ）”，最大值取0.60mm ，纵坐标为“力（kN ）”，最大值取40 kN ；选中引伸计设定框。单击“确认”，保存条件设置。
5. 装夹试样，装好后在试样上安装引伸计：
6. 开始实验：实验前对所有实验显示进行清零，然后单击“开始实验”。注意观察图形和数据显示窗口，记录下加载的力的值为3.0kN ，
7.0kN ，11.0kN ，15.0kN ，19.0kN ，23.0kN ，24.0kN ，25.0kN ，26.0kN ，26.6.0kN ，27.2kN ，27.8kN ，2
8.0kN ，28.2kN ，28.4kN ，28.6kN 时对应的变形量的值，并同时计算相邻两个变形量之间的变形间隔以及处于比例阶段的平均变形间隔。当变形间隔增大时，说明材料进入了非比例延伸阶段，计算出每一个变形量对应的非比例伸长量。并逐渐缩小级间间距。当非比例伸长量为0.005mm 时，单击“暂停”，记录下此时对应的力。
8. 单击“停止实验”，软件自动计算出非比例延伸强度0.01的值。 9. 卸载并取下试样和引伸计。 10. 单击“脱机”图标，完成实验。 （2）低碳钢的规定非比例延伸强度
拟定加载方案:：查阅低碳钢试样的拉伸曲线，参考其屈服力的值估算一个
规定非比例延伸强度所对应的力kN F p 220
01.0=，则
kN kN F F p 2.222%10%100
01.00=?== kN kN F F p 6.1722%80%80001.0max =?===
取整数，kN F 20=，kN F 17max ==。 分五级加载，则级间间隔加载
()kN
kN n F F F 35/217/)(0max 1=-=-=?
取kN F 31=?，()()kN d F 0.2~5.14/25~202
02=?=?π，从实验精度考虑，取kN F 12=?更合适。
测量试样直径：利用游标卡尺测量LY12棒材试样的原始直径0d 为9.98mm 。 记录下加载的力的值为2.0kN ，5.0kN ，8.0kN ，11.0kN ，14.0kN ，17.0kN ，18.0kN ，18.50kN ，19.0kN 时对应的变形量的值。 其他步骤与LY12的相同。
五、实验结果处理与分析
（1）低碳钢的规定非比例延伸强度
实验中记录到的力和对应的变形量的值如表3-2所示：
表3-2 低碳钢 力—变形 实验记录值
施加的力（kN ）
变形量 （mm ）
变形量间隔（mm ）
比例变形间隔（mm/kN ）
比例伸长量 （mm ）
非比例伸长量（mm ）
2.0 0.010 0.011
0.010 0.000 5.0 0.021 0.011 0.021 0.000 8.0 0.033 0.012 0.033 0.000 11.0 0.044 0.011 0.044 0.000 14.0
0.054
0.010
0.054
0.000
17.0 0.064 0.010 0.064 0.000 18.0 0.068 0.004 0.068 0.000 18.5 0.071 0.003 0.071 0.000 19.0 0.079
0.005
0.074
0.005
由表中数据可知，规定非比例伸长率0.01%对应的力kN F p 1901.0=，则规定非比例延伸强度为
MPa
mm N S F R p p 245)/(2454
/98.91000
192
2
01.001.0==??=
=
π
“力-变形”曲线如附页4所示。 （2）LY12的规定非比例延伸强度
实验中记录到的力和对应的变形量的值如表3-1所示：
表3-1 LY12 力—变形 实验记录值
施加的力（kN ）
变形量 （mm ）
变形量间隔（mm ）
比例变形间隔（mm/kN ）
比例伸长量 （mm ）
非比例伸长量（mm ）
3.0 0.030 0.009
0.030 0.000 7.0 0.065 0.035 0.065 0.000 11.0 0.101 0.036 0.101 0.000 15.0 0.136 0.035 0.136 0.000 19.0 0.171 0.035 0.171 0.000 23.0 0.207 0.036 0.207 0.000 24.0 0.216 0.009 0.216 0.000 25.0 0.225 0.009 0.225 0.000 26.0 0.234 0.009 0.234 0.000 26.6 0.240 0.006 0.240 0.000 27.2 0.246 0.006 0.246 0.000 27.8
0.252
0.006
0.252
0.000
28.0 0.255 0.003 0.255 0.000 28.2 0.257 0.002 0.257 0.000 28.4 0.260 0.003 0.260 0.000 28.6 0.268
0.008
0.263
0.005
由表中数据可知，规定非比例伸长率0.01%对应的力kN F p 6.2801.0=，则规定非比例延伸强度为
MPa
mm N S F R p p 365)/(3654
/01.101000
6.282
2
01.001.0==??=
=
π
“力-变形”曲线如附页5所示。
六、注意事项
1.开机前和停机后，送油阀一定要置于关闭位置。加载、卸载均须缓慢进行。
2.拉伸试件夹住后，不得再调整下夹头的位置。
3.机器开动时，操纵者不得擅自离开。实验过程中不得触动摆锤。
4.使用时，听见异声或发生任何故障应立即停止。
5.试件装夹必须正确，防止偏斜和夹入部分过短的现象。
6. 在记录力及对应的变形量的值的过程中一定要边记录，边及计算变形量差值，以检查变形量差值的变化，防止非比例伸长超过规定非比例伸长
七、实验讨论
1.一般而言，随着实验的进行，记录的两个相邻的力的间隔要减小，特别
是发现变形量差值变大后，记录的力及对应的变形量之间的间隔应该变得更小一点，这主要是因为此时的非比例伸长会增加很快。
实验四 铝试样和低碳钢规定残余延伸强度的测定
一、实验目的
1. 理解材料规定残余延伸强度的定义，学会测试金属材料规定残余延伸强度的原理和方法；
2. 测定LY12试样和低碳钢的规定残余延伸强度2.0r R 。
3. 熟悉引伸计的构造原理和使用方法。
二、实验设备及器材
万能试验机、YJY12引伸计、橡皮筋、电脑、游标卡尺、材料参数测试软件、 LY12和低碳钢棒材试样一根
三、 实验原理
当卸除应力后残余延伸率等于规定的引伸计标距（e L ）百分率时对应的应力成为规定残余延伸强度r R 。使用的符号应附以下脚注说明所规定的百分率。例如2.0r R ，表示规定残余延伸率为0.2%时的应力。
金属材料的屈服强度是工程实际应用中的一个重要强度性能指标，在工程实际中，多数塑性材料如高碳钢、黄铜、硬铝等却没有明显的屈服阶段，这时通常要用名义屈服极限2.0r R 来代替金属材料的屈服点。国标GB/T 228—2002中把R r0.2称为规定残余延伸强度，它是指试样在拉伸过程中，卸除拉力后残余延伸率(0.2%)等于规定的引伸计标距(L e )百分率时对应的应力(见图4-1)。其表达式为：
2.02.0S F R r r
式中，F r0.2为规定产生0.2%的残余伸长变形所对应的拉力，S 0为试样原始横截面面积。
图4-1
规定残余延伸强度必须使用卸力法测定。
对LY12试样的规定残余延伸强度R r0.2，实验前，要先预估一下LY12的规定残余延伸强度，计算出相应于该强度10%的力0F 作为初始载荷。另外引伸计标距内所要达到的残余延伸量?=e c L δ规定残余延伸率。从0F 起第一次施加力直至试样在引伸计标距的长度上产生的总延伸为mm L c 02.01+=δ，保持力保持10~12s ，将力卸载至0F 。计算残余延伸量1δ。
第二次施加力直至引伸计的读数达到mm L L c 02.0)(112+-+=δδ，保持10~12 s ，卸载至0F 后，计算残余延伸量2δ。
第三次施加力直至引伸计的读数达到mm L L c 01.0)(123+-+=δδ，保持10~12 s ，卸载至0F 后，计算残余延伸量3δ。如此反复，直至第n 次测得的残余延伸量达到或稍微超过c δ。若最终的残余延伸量超过c δ，采用内插法求得规定残余延伸力，将其除以试样的横截面积得到规定残余延伸强度2.0r R 。
四、实验方法及步骤
1. 测量试样直径：利用游标卡尺测量LY12棒材试样的原始直径0d 为10.06mm 。
2. 初始载荷及残余延伸量计算：mm L L e c 1.050%2.0%2.0=?=?=?，
初步估计LY12的规定残余延伸强度为a 40002.0MP R =,则估计力
2.000
2.0R S F r ?=，则对试样施加的初始载荷：
)(31794/%10400%102
002.00N d F F r =??=π
取整为kN 0.3。
3. 实验参量设置：在软件的“条件读盘”下拉菜单中进行条件设置：数据文件名设为：铝试样规定残余延伸强度；输入试样的原始直径，为10.06mm ；选择显示的坐标横坐标为“变形（mm ）”，最大值取0.40mm ，纵坐标为“力（kN ）”，最大值取30 kN ；选中引伸计设定框。单击“确认”，保存条件设置。
4. 装夹试样，然后在试样上装好引伸计。
5. 开始实验：预加初始载荷kN F 0.30=一段时间后，实验显示清零。单击“开始实验”，仔细观察数据显示窗口和图形显示窗口。当变形量的值mm L 12.002.01.01=+=时，
单击“暂停”，立即记录所对应的力1F ，保持10~12s 后，卸载力至条件零点0F ，记录残余应变值1δ。按照国标规定重复加载直至
mm n 10.0≥δ为止。
6. 停止实验打印结果：单击“停止实验”，然后单击 “结果”下拉菜单中的“打印”，打印实验过程中的“力—变形”曲线以及要计算的各个物理量。
7. 卸载并取下试样和引伸计。 8. 单击“脱机”图标，完成实验。
五、实验结果
记录实验数据如下
加载次数n
载荷S F /kN 加载读数S L /mm
残余伸长S
δ、
/mm
0 0 — — 1 11.573 0.12 0.002 2 19.897 0.22 0.010 3 20.643 0.27 0.063 4 21.177 0.29 0.083 5
21.340
0.31
0.106
从表4-1中可查得残余伸长量最接近0.10mm 的是第五级加载，即规定残余延伸力kN F r 062.212.0=
则规定残余延伸强度
2
2
2
02
.02.0/2654
/06.10032
.214
/mm
N d F R r r =?=
=
ππ
表4-1 实验中力-延伸量的记录值
加载次数i 载荷F i /kN
加载读数L i /mm
残余伸长δi /mm
0 — — 1 16.750 0.12 0 2 28.055 0.22 0.003 3 38.467 0.32 0.01 4 38.573 0.37 0.082 5
38.924
0.41
0.101
从表4-1中可查得残余伸长量最接近0.10mm 的是第五级加载，即规定
材料力学基础测试题（1至6章） 一、判断题：（对“√”，错“X ”各1分共10分） 1、E 的大小与杆的材料和长度无关。（X ） 2、求超静定问题时要由几何关系和物理关系建立补充方程。（√） 3、胡克定理的适用条件是 ρσσ≤对吗？（√ ） 4、提高梁的强度主要是改变L 和E 。（ X ） 5、一般细长梁弯曲正应力强度满足则剪应力强度必满足。（√） 6、图示结构为2次超静定桁架。（ X ） 7、图示直梁在截面C 承受 e M 作用。则截面C 转角不为零，挠度为零。（√） 8、等直传动轴如图所示，轮B 和轮D 为主动轮，轮A ，轮C 和轮E 为从动轮。若主动轮B 和D 上的输入功率相等，从动轮A ,C 和E 上的输出功率也相等，如只考虑扭转变形而不考虑弯曲变形，危险截面的位置在AB 区间和DE 区间。（√） 9、等截面直杆受轴向拉力F 作用发生拉伸变形。已知横截面面积为A 的正应力的结果为A F ，A F 2问正确否？（√） 10、低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只发生线弹性变形。 （X ） 二、填空题（每空1分，共12分。） 1、 表示塑性材料的强度极限应力是______； 2、表示脆性材料的强度极限应力是_______。 3、剪切应力互等定理是： 。 4、用积分法求图示梁的挠曲线时，确定积分常数使用的边界条件是________________；使用的连续条件是___________________。 7、已知图（a ）梁B 端挠度为 q 4 l / (8 E I ) ，转角为 q 3 l /（6 E I ），则图（b ）梁C 截面的转角为 。 8、当L/h ＞ 的梁为细长梁。 三、选择题：（各2分，共28分） 1、任意截面形状的等直梁在弹性纯弯曲条件下，中性轴的位置问题有四种答案： (A) 等分横截面积； (B) 通过横截面的形心； (C) 通过横截面的弯心； (D) 由横截面上拉力对中性轴的力矩等于压力对该轴的力矩的条件确定。 正确答案是 B 。 2、一梁拟用图示两种方法搁置，则两种情况下的最大正应力之比 max a max b ()()σσ为： C
判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。（×） 2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。（√） 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（×） 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（√） 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。（×） 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。（×） 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。（×） 8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。（√） 9.层错能低的材料应变硬度程度小。（×） 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。（×） 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。（×） 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。（√） 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。（×） 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（√） 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（√）
16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。（×） 17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。（√） 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。（×） 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。（√） 20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。（×） 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。（×） 22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。（√） 23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。（√） 24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度K IC下降。（×） 25.残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大裂纹扩展的阻力，提高断裂韧度K IC。（√） 26.一般大多数结构钢的断裂韧度K IC都随温度降低而升高。（×） 27.金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。（√） 28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。（√） 29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。（×） 30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。（×） 31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状。（√） 32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢，氢脆敏感性低。（×） 33.在磨损过程中，磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。（√）
力学基础知识测试 姓名班级 一、选择题 1、关于平衡力，下列说法正确的是（） A．只有物体静止时，它受到的力才是平衡力 B．作用在一条直线上的两个力大小相等，这两个力一定是平衡力 C．物体在平衡力的作用下，一定处于静止状态或匀速直线运动状态D．物体受到的拉力和重力相等，这两个力一定是平衡力 2、关于力与运动的关系，下列说法正确的是（） A．物体不受力时，保持静止状态B．物体不受力时，运动状态不变 C．有力作用在物体上时，物体的运动状态就改变 D．有力作用在物体上时，物体一定不会保持静止状态 3、图3所示的情景中，属于二力平衡的是 A B C D 图3
4、一列在平直轨道上行驶的列车，车厢内顶上的一颗小螺丝钉松动后掉在地板上，则小螺丝钉落在地板上的位置是（） A．正下方B．正下方的前侧C．正下方的后侧D．不能确定 5、在北京奥运会中，龙清泉获得了男子举重52kg级冠军，为祖国赢得了荣誉。当龙清泉将125kg的杠铃稳稳地举过头顶静止不动时，下列各对力中属于平衡力的是（） A．运动员受到的压力和运动员的重力B．杠铃对运动员的压力和运动员对杠铃的支持力 C．杠铃对运动员的压力和杠铃受到的重力D．杠铃受到的重力和运动员对杠铃的支持力 6、北京奥运，举世瞩目，下列有关奥运项目比赛的现象中，不能用惯性知识解释的是 ( ) A．射到球门框架上的足球被反弹 B．跳远运动员起跳前要助跑一段距离 C．射击比赛中子弹离开枪膛后继续向前运动 D．百米赛跑运动员到达终点时不能马上停下 7、惯性在日常生活和生产中有利有弊，下面四种现象有弊的是 （） A．锤头松了，把锤柄在地面上撞击几下，锤头就紧紧的套在锤柄上B．往锅炉内添煤时，不用把铲子送进炉灶内，煤就随着铲子运动的方向进入灶内 C．汽车刹车时，站在车内的人向前倾倒D．拍打衣服可以去掉衣服上的尘土- 8、当猴子倒挂树枝上静止时，下列说法正确的是 （） A.树枝对猴子的拉力和猴子所受的重力是一对平衡力 B.猴子对树枝的拉力和猴子所受的重力是一对平衡力 C.猴子对树枝的拉力和树枝对猴子的拉力是一对平衡力 D.猴子所受的重力和树枝所受的重力是一对平衡力 9、在抗震救灾时，用飞机空投物品，物品下落过程中，如果它所受的力全部消失，那么它将做（） A．匀速运动B．减速运动C．加速运动D．曲线运动
07 秋材料力学性能 一、填空：（每空1分,总分25分） 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中，经常采用三种典型的试样进行研究，即、和。 3.平均应力越高，疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切 应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则；塑性材料切口根 部裂纹形成准则遵循断裂准则； 7.外力与裂纹面的取向关系不同，断裂模式不同，张开型中外加拉 应力与断裂面，而在滑开型中两者的取向关系则为。 8．蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9．磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10．深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。
11．诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 二、选择：（每题1分，总分15分） （）1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a）耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 （）2. 对于脆性材料，其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c) 相等d) 不确定 （）3.用10mm直径淬火钢球，加压3000kg，保持30s，测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10／3000／30 b) 150HRA3000／l0／ 30 c) 150HRC30／3000／10 d) 150HBSl0／3000／30 （）4.对同一种材料，δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 （）5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 （）6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁（）7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直，因而 它是最危险的一种断裂方式。
材料力学实验 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
实验一实验绪论 一、材料力学实验室实验仪器 1、大型仪器： 100kN（10T）微机控制电子万能试验机；200kN（20T）微机控制电子万能试验机；WEW-300C微机屏显式液压万能试验机；WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机 2、小型仪器： 弯曲测试系统；静态数字应变仪 二、应变电桥的工作原理 三、材料力学实验与材料力学的关系 四、材料力学实验的要求 1、课前预习 2、独立完成 3、性能实验结果表达执行修约规定 4、曲线图一律用方格纸描述，并用平滑曲线连接 5、应力分析保留小数后一到二位
实验二轴向压缩实验 一、实验预习 1、实验目的 I、测定低碳钢压缩屈服点 II、测定灰铸铁抗压强度 2、实验原理及方法 金属的压缩试样一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的倍~3倍。混凝土、石料等则制成立方形的试块。 低碳钢压缩时的曲线如图所示。实验表明：低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限σε，都与拉伸时大致相同。进入屈服阶段以后，试样 越压越扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也继续增强，因而得不 到压缩时的强度极限。 3、实验步骤 I、放试样 II、计算机程序清零 III、开始加载 IV、取试样，记录数据 二、轴向压缩实验原始数据 指导老师签名：徐
三、轴向压缩数据处理 测试的压缩力学性能汇总 强度确定的计算过程： 实验三轴向拉伸实验 一、实验预习 1、实验目的 （1）、用引伸计测定低碳钢材料的弹性模量E； （2）、测定低碳钢的屈服强度，抗拉强度。断后伸长率δ和断面收缩率； （3）、测定铸铁的抗拉强度，比较两种材料的拉伸力学性能和断口特征。 2、实验原理及方法 I．弹性模量E及强度指标的测定。（见图） 低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线 （1）测弹性模量用等增量加载方法：F o ＝（10%～20%）F s ， F n ＝（70%～80%）F s 加载方案为：F 0=5，F 1 =8，F 2 =11，F 3 =14，F 4 =17 ，F 5 =20 （单位：kN） 数据处理方法： 平均增量法 ) , ( ) ( 0取三位有效数 GPa l A l F E m om ? ? ? = δ（1） 线性拟合法 () GPa A l l F n l F F n F E om o i i i i i i? ? ∑ - ∑? ∑ ∑ - ∑ = 2 2 ) ( （2）
《材料力学》考试题集 一、单选题 1.构件的强度、刚度和稳定性________。 (A)只与材料的力学性质有关 (B)只与构件的形状尺寸有关 (C)与二者都有关 (D)与二者都无关 2.一直拉杆如图所示，在P力作用下。 (A) 横截面a上的轴力最大(B) 横截面b上的轴力最大 (C) 横截面c上的轴力最大(D) 三个截面上的轴力一样大 3.在杆件的某一截面上，各点的剪应力。 (A)大小一定相等(B)方向一定平行 (C)均作用在同一平面内(D)—定为零 4.在下列杆件中，图所示杆是轴向拉伸杆。 (A) (C) (D) 5.图示拉杆承受轴向拉力P的作用，斜截面m-m的面积为A，则σ=P/A为。 (A)横截面上的正应力(B)斜截面上的剪应力 (C)斜截面上的正应力(D)斜截面上的应力 P
6.解除外力后，消失的变形和遗留的变形 。 (A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形 (C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形 7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍，则抗拉。 (A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍 (C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍 8.图中接头处的挤压面积等于。 (A)ab (B)cb (C)lb (D)lc 9.微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。 (A)τ/2 (B)τ(C)2τ(D)0 10.下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。 (A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同 (C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同 11.平面弯曲变形的特征是。 (A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内； (C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线 (D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内 12.图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。 P
土力学及地基基础标准预测试卷（一） （考试时间150分钟） 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．用粒径级配曲线法表示土样的颗粒组成情况时，若曲线越陡，则表示土的 (B ) A．颗粒级配越好 B．颗粒级配越差 C．颗粒大小越不均匀 D．不均匀系数越大 2．判别粘性土软硬状态的指标是 ( B ) A．塑性指数 B．液性指数 C．压缩系数 D．压缩指数 3．产生流砂的充分而必要的条件是动水力 ( D ) A．方向向下 B．等于或大于土的有效重度 C．方向向上 D．方向向上且等于或大于土的有效重度 4．在均质土层中，土的竖向自重应力沿深度的分布规律是 ( D ) A．均匀的 B．曲线的 C．折线的 D．直线的 5．在荷载作用下，土体抗剪强度变化的原因是 ( C ) A．附加应力的变化 B．总应力的变化 C．有效应力的变化 D．自重应力的变化 6．采用条形荷载导出的地基界限荷载P1/4用于矩形底面基础设计时，其结果 ( A ) A．偏于安全 B．偏于危险 C．安全度不变 D．安全与否无法确定 7．无粘性土坡在稳定状态下（不含临界稳定）坡角β与土的内摩擦角φ之间的关系是( A ) A．β<φB．β=φ C．β>φ D．β≤φ 8．下列不属于工程地质勘察报告常用图表的是 ( C ) A．钻孔柱状图 B．工程地质剖面图 C．地下水等水位线图 D．土工试验成果总表 9．对于轴心受压或荷载偏心距e较小的基础，可以根据土的抗剪强度指标标准值φk、Ck 按公式确定地基承载力的特征值。偏心距的大小规定为（注：Z 为偏心方向的基础边长） ( A ) A．e≤ι/30 B．e≤ι/10 C．e≤b/4 D．e≤b/2 10.对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是 ( C ) A．减小液化的可能性 B．减小冻胀 C．提高地基承载力 D．消除湿陷性 二、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.建筑物在地面以下并将上部荷载传递至地基的结构称为_基础___。 12.土的颗粒级配曲线愈陡，其不均匀系数C u值愈_小。
《材料力学》试卷A （考试时间:9０分钟; 考试形式: 闭卷） (注意:请将答案填写在答题专用纸上,并注明题号。答案填写在试卷与草稿纸上无效）一、单项选择题（在每小题得四个备选答案中,选出一个正确答案，并将正确答案得序号填 在题干得括号内。每小题2分,共２０分) 1.轴得扭转剪应力公式＝适用于如下截面轴( ） A、矩形截面轴Ｂ、椭圆截面轴 Ｃ、圆形截面轴Ｄ、任意形状截面轴 ２.用同一材料制成得实心圆轴与空心圆轴,若长度与横截面面积均相同,则抗扭刚度较大得就是哪个?( ) A、实心圆轴 B、空心圆轴 C、两者一样 D、无法判断３.矩形截面梁当横截面得高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁得承载能力得变化为( ) A、不变 B、增大一倍Ｃ、减小一半D、增大三倍 ４.图示悬臂梁自由端B得挠度为() A、B、C、Ｄ、 ５.图示微元体得最大剪应力τmａx为多大?( ) A、τmａx＝100ＭPa B、τmaｘ=０ Ｃ、τmax=5０ＭPa Ｄ、τmax=2００MPa 6.用第三强度理论校核图示圆轴得强度时,所采用得强 度条件为( ) A、≤［σ] B、≤［σ］ C、≤[σ］ D、≤[σ］ 7.图示四根压杆得材料、截面均相同,它们 在纸面内失稳得先后次序为( ） A、(ａ),(b）,（c),(d） B、(d),（a),(b),(c) Ｃ、(ｃ),(ｄ)，(a),（ｂ) Ｄ、（b)，（ｃ)，(d),(a） ８.图示杆件得拉压刚度为EA，在图示外 力作用下 其变形能U得下列表达式哪个就是正
确得?( ) A、Ｕ= B、U＝ C、Ｕ= D、U= 9.图示两梁抗弯刚度相同,弹簧得刚度系数也相同,则两梁中最大动应力得关系为（） A、(σd) a =(σd) b B、（σｄ）a >(σd)ｂ C、（σd) a <(σd)ｂ Ｄ、与h大小有关 二、填空题(每空1分，共２0分) 1.在材料力学中，为了简化对问题得研究, 特对变形固体作出如下三个假设：____＿__,______＿,＿＿__＿__。 2.图示材料与长度相同而横截面面积不同得两杆,设材料得重度为γ，则在杆件自重得作用下,两杆在ｘ截面处得应力分别为σ（1)=＿＿_＿___，σ(2)=_____＿_。 ３．图示销钉受轴向拉力P作用,尺寸如图,则销钉内得剪应力τ＝__＿____,支承面得挤压应力σbs=_＿__＿__。 4.图示为一受扭圆轴得横截面。已知横截面上得最大剪应力τmａx=4０ＭPa,则横截面上A点得剪应力τＡ=______＿。 5.阶梯形轴得尺寸及受力如图所示，其AB段得最大剪应力τｍaｘ１与BC段得最大剪应力τ ?之比=_＿___＿＿。 max2 6.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍,则其最大弯曲正应力为原来得____＿＿_倍,最大弯曲剪应力为原来得_＿＿__＿_倍。
金属的性能测试题一 一．填空题（每空1分，共45分） 1．金属材料的性能一般分为两种，一类是使用性能，一类是工艺性能，前者包括____________， 和，后者包括，，， 和。 2．力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能，包括，，，，及疲劳强度等。 3．强度是指金属材料在载荷作用下，抵抗或的能力，强度常用的衡量指标有和。 4．如果零件工作时所受的应力低于材料的或则不会产生过量的塑性变形。 5．断裂前金属材料产生的能力称为塑性，金属材料的________________和 _____________的数值越大，表示材料的塑性越好。 6．530HBW/750表示直径为 mm的球压头，在 ________N压力下，保持 S，测得的硬度值为。 7韧性是指金属在吸收的能力，韧性的判据通过试验来测定，国标规定采用来作韧性判据，符号为，单位是，数值越大，冲击韧性越。 8．金属材料抵抗载荷作用而能力，称为。9．试验证明，材料的多种抗力取决于材料的与的综合力学性能，冲击能量高时，主要决定于，冲击能量低时，主要决定于。10．金属力学性能之一疲劳强度可用性能指标表示，该性能指标是指的最大应力，单位为，用表示，对于黑色金属一般规定应力循环周次为，有色金属取。 二．选择题（每选择项1分，共5分） 1．用拉伸试验可测定材料的（以下的）性能指标（） A 强度 B 硬度 C 韧性 2．金属材料的变形随外力消除而消除为（） A弹性形变 B 屈服现象 C 断裂 3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为（） A．静载荷 B 冲击载荷 C 交变载荷 4．用压痕的深度来确定材料的硬度值为（） A．布氏硬度 B 洛氏硬度 C 维氏硬度 5．现需测定某灰铸铁的硬度一般应选用何种方法测定（） A．布氏硬度机 B 洛氏硬度机 C 维氏硬度机 三．判断题（每题1分，共10分） 1.工程中使用的金属材料在拉伸试验时，多数会出现显著的屈服现象。（） 2．维氏硬度测量压头为正四棱锥体金刚石（） 3.洛氏硬度值无单位。（） 4.做布氏硬度测试时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（） 5.在实际应用中，维氏硬度值是根据测定压痕对角线长度再查表得到的。（）
高考物理力学知识点之理想气体基础测试题含答案(8) 一、选择题 1．如图所示，两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边气体温度都升高10℃，则水银柱将() A．向右移动B．向左移动 C．不动D．条件不足，不能确定 2．如图，竖直放置的右管上端开口的U型玻璃管内用水银封闭了一段气体，右管内水银面高于左管内水银面，若U型管匀减速下降，管内气体（） A．压强增大，体积增大B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大D．压强减小，体积减小 3．如图所示，一导热性能良好的气缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定质量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高到某一数值时，变化了的量有：（） A．活塞高度h B．气体压强p C．缸体高度H D．弹簧长度L 4．一定质量的理想气体从状态a变化到状态b的P-V图像如图所示，在这一过程中，下列表述正确的是 A．气体在a状态的内能比b状态的内能大 B．气体向外释放热量 C．外界对气体做正功 D．气体分子撞击器壁的平均作用力增大
5．如图所示，1、2是一定质量的某气体在温度分别是1t ，2t 时状态变化的等温线，A 、B 为线上的两点，表示它们的状态参量分别为1p 、1V 和2p 、2V ，则由图像可知（ ） A ．12t t > B ．12t t = C ．12t t < D ．1122p V p V > 6．如图是一定质量的气体由A 状态到B 状态变化过程的p -V 图线，从图线上可以判断，气体的变化过程中，其温度（ ） A ．一直降低 B ．一直升高 C ．先降低后升高 D ．先升高后降低 7．如图，一定质量的理想气体从状态a 出发，经过等容过程ab 到达状态b ，再经过等温过程bc 到达状态c ，最后经等压过程ca 回到初态a .下列说法正确的是( ) A ．在过程ab 中气体的外界对气体做功 B ．在过程ab 中气体对外界做功 C ．在过程ca 中气体从外界吸收热量 D ．在过程bc 中气体从外界吸收热量 8．氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知( )
材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044
[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：
1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
．应力在屈服极限内
7.用积分法求图示梁的挠曲线方程时，确定积分常数的四个条件，除0ω=A ,0θ=A 之外， 另外两个条件是（ ）。 A.,ωωθθ+-+-==c c c c B.,0ωωω+-==c c B C.0,0ωω==c B D.0,0ωθ==c B 8.建立平面弯曲正应力公式 z I My =σ,需要考虑的关系有（ ）。 A.变形几何关系、物理关系、静力关系 B.平衡关系、物理关系、变形几何关系 C.变形几何关系、平衡关系、静力关系 D.平衡关系,、物理关系、静力关系 9.图示微元体的最大剪应力max τ为多大?( ) A. max τ =100MPa B. max τ =0 C. max τ=50MPaD. max τ =200MPa 10.空心圆轴的外径为 D ，内径为 d ，D d /=α。其抗弯截面系数为( )。 A ． 3 (1)32 t D W πα= - B. 3 2(1)32 t D W πα= - C ．3 3 (1)32 t D W πα= - D. 3 4(1)32 t D W πα= - 11．右图示二向应力状态，用第三强度理论校核时，其相当应力为( )。 A. 30 B. 30MPa C. 3050 MPa D. 30MPa 题11 12. 空心圆轴扭转时，横截面上切应力分布为图 ( )所示。 A B C D τ
13.一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3 σ分别为（ ）。 A.30MPa 、100 MPa 、50 MPa B.50 MPa 、30MPa 、-50MPa C.50 MPa 、0、-50Mpa D.0 MPa 、30MPa 、-50MPa 14．压杆临界力的大小（ ）。 A.与压杆所承受的轴向压力大小有关 B.与压杆材料无关 C.与压杆的柔度大小无关 D.与压杆的柔度大小有关 15.临界应力的经验公式公式只适用于（ ） A. 大柔度杆 B. 中柔度杆 C. 小柔度杆 D. 二力杆 二、填空题（每题3分，共15分） 1. 阶梯轴尺寸及受力如图1所示，AB 段与BC 段材料相同，d 2=2d 1，BC 段的与AB 段的最大切应力之比为 _______ 。 2、图示为某构件内危险点的应力状态，若用第三强度理论校核其强度，则相当应力 3σ=r _______。 题1 题2 3、一端固定、另一端有弹簧侧向支承的细长压杆，已知杆件弹性模量为E ，比例极限为P σ， 可采用欧拉公式 ()22 πμ=cr EI F L 计算，压杆的长度系数λ的正确取值范围是_______ 。 4、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是 ___________、屈服阶段、强化阶段、___________。 5、材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即强度要求、刚度要求、___________。 3050MPa
皖西学院2013–2014学年度第2学期考试试卷（A 卷） 材化 学院 材料科学与工程 专业 11 级 材料力学性能 课程 一．填空题：本大题共10小题，计20个空格，每空格0.5分，共10 分。 1．因相对运动而产生的磨损分为三个阶段： ． 和剧烈磨损阶段。 2．影响屈服强度的外在因素有 ． 和 。 3．金属材料断裂前所产生的塑性变形由 和 两部分构成。 4．洛氏硬度的表示方法为 ．符号 和 。如80HRC 表示用C 标尺测得的洛氏硬度值为 。 5．疲劳过程是由 ． 及最后 所组成的。 6．宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的 ． 及 而成的。 7.聚合物的聚集态结构包括 ． 和 。 二．判断题：本大题共20小题，每小题1分，共20分。 1．工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（ ） 2．疲劳断裂应力判据：对称应力循环下：σ≥σ-1。非对称应力循环下：σ≥σr （ ） 3. 随着实验温度升高，金属的断裂由常温下常见的沿晶断裂过渡到穿晶断裂。（ ） 4．聚合物的性能主要取决于其巨型分子的组成与结构。（ ） 5.三种状态下的聚合物的变形能力不同，弹性模量几乎相同。（ ） 6．体心立方金属及其合金存在低温脆性。（ ） 7．在高弹态时聚合物的变形量很大，且几乎与温度无关。（ ） 8．无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中，当其尺寸增大时均使材料韧性下降，韧脆转变温度升高。（ ） 9．残余奥氏体是一种韧性第二相，分布于马氏体中，可以松弛裂纹尖端的应力峰，增大 裂纹扩展的阻力，提高断裂韧度KIC 。（ ） 10．金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。（ ） 11.鉴于弯曲试验的特点，弯曲试验常用于铸铁．硬质合金等韧性材料的性能测试。（ ） 12.材料的硬度与抗拉强度之间为严格的线性关系。（ ） 13. 裂纹扩展方向与疲劳条带的方向垂直。（ ） 14.适量的微裂纹存在于陶瓷材料中将提高热震损伤性。（ ） 15．决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量．熔点就越小。（ ） 16．脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（ ） 17．弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（ ） 18．金属的裂纹失稳扩展脆断的断裂K 判据：K I ≥K IC （ ） 19．脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（ ） 20．材料的疲劳强度仅与材料成分．组织结构及夹杂物有关，而不受载荷条件．工作环境及表面处理条件的影响。（ ） 三．单选题：本大题共20小题，每小题1分，共20分。 1．拉伸断口一般成杯锥状，由纤维区．放射区和（ ）三个区域组成。 A ．剪切唇 B ．瞬断区 C ．韧断区 D ．脆断区。 2．根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触疲劳破坏分为点蚀．浅层剥落和（ ）三类。 A ．麻点剥落 B ．深层剥落 C ．针状剥落 D ．表面剥落。 3．应力状态软性系数表示最大切应力和最大正应力的比值，单向压缩时软性系数（ν=0.25）的值是（ ）。 A ．0.8 B ．0.5 C ．1 D ．2 4．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（ ）和断裂功的能力 A ．塑性变形功 B ．弹性变形功 C ．弹性变形功和塑性变形功 D ．冲击变形功 5．在拉伸过程中，在工程应用中非常重要的曲线是（ ）。 A ．力—伸长曲线 B ．工程应力—应变曲线 C ．真应力—真应变曲线。 6．冲击载荷与静载的主要差异：（ ） A ．应力大小不同 B ．加载速率不同 C ．应力方向不同 D ．加载方向
第一次 热力学基础练习与答案 班 级 ___________________ 姓 名 ___________________ 班内序号 ___________________ 一、选择题 1. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程 是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最 多的过程 [ ] (A) 是A →B. (B) 是A →C. (C) 是A →D. (D) 既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看 成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢 气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量 是： ［ ］ (A) 6 J. (B) 5 J. (C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中 ［ ］ (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 4. 一定量理想气体经历的循环过程用V －T 曲线表示如图．在此循 环过程中，气体从外界吸热的过程是 ［ ］ (A) A →B ． (B) B →C ． (C) C →A ． (D) B →C 和B →C ． 5. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在 一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的 ［ ］ (A) n 倍． (B) n －1倍． (C) n 1倍． (D) n n 1 倍． 6.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态 B (p A = p B )，则无论经过的是什么过程，系统必然 ［ ］ (A) 对外作正功． (B) 内能增加． V V
《材料力学性能[焊]》课程简介 课程编号：02044014 课程名称：材料力学性能[焊] / The mechanical property of materials 学分: 2.5 学时：40（实验: 8 上机: ） 适用专业：焊接技术与工程 建议修读学期：5 开课单位：材料科学与工程学院，材料加工工程系 课程负责人：陈汪林 先修课程：工程力学、材料科学基础、材料热处理 考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，期末考试成绩70%，平时（包括实验）成绩30%。 教材与主要参考书目： 主要教材： 1.工程材料力学性能. 束德林. 机械工业出版社, 2007 参考书目： 1．材料力学性能. 郑修麟. 西北工业大学出版社, 1991 2．金属力学性能. 黄明志. 西安交通大学出版社, 1986 3. 材料力学性能. 刘春廷. 化学工业出版社, 2009 内容概述： 《材料力学性能》是焊接技术与工程专业学生必修的专业学位课程。通过学习本课程，使学生掌握金属变形和断裂的规律，掌握各种力学性能指标的本质、意义、相互关系及变化规律，以及测试技术。了解提高力学性能的方向和途径，并为时效分析提供一定基础。强调课堂讲授与实践教学紧密结合，将最新科研成果用于课程教学和人才培养的各个环节，最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。 The mechanical property of materials is a core and basic course for the students of specialty of welding. By the study on this course, the studies should be master the deformation and fracture mechanisms of metals, and understand the essence and significance of each mechanical property of metal materials, as well as their correlations, the laws of variation and corresponding test methods of each mechanical property of materials. In addition, the studies should understand how to improve the mechanical properties of materials, and provide relevant basis for the failure analysis of materials. This course emphasizes the close combination of classroom teaching and practice teaching, and the latest research results will be applied in the course of teaching and personnel training in all aspects. Finally, this course will make the students acquired the capability on conducting research by adopting reasonable technologies by oneself.
扬州大学试题纸 （ 200 － 200 学年 第 学期） 水利科学与工程 学院 级 班(年)级课程 材料力学 ( )卷 一、选择题（10分） 1．关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论，正确的是（ ） （A ）由于温度降低，其比例极限提高，塑性降低； （B ）由于温度降低，其弹性模量提高，泊松比减小； （C ）经过塑性变形，其弹性模量提高，泊松比减小； （D ）经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低。 2．关于低碳钢材料在拉伸试验过程中，所能承受的最大应力是（ ） （A ）比例极限 p σ；（B ）屈服极限 s σ；（C ）强度极限 b σ； （D ）许用应力 ][σ。 3．两危险点的应力状态如图，由第四强度理论比较其危险程度，正确的是（ ）。 (A))(a 点应力状态较危险； (B))(b 应力状态较危险； (C)两者的危险程度相同； (D)不能判定。 4．图示正方形截面偏心受压杆，其变形是（ ）。 (A)轴向压缩和斜弯曲的组合； (B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合； (a) (b)
(C)轴向压缩和平面弯曲的组合； (D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。 5．图示截面为带圆孔的方形，其截面核心图形是（ ）。 二、填空题（20分） 1．一受扭圆轴，横截面上的最大切应力 MPa 40max =τ，则横截面上点A 的切应力 =A τ____________。 1题图 2题图 2． 悬臂梁受力如图示，当梁直径减少一倍，则最大挠度w max 是原梁的____________倍，当梁长增加一倍，而其他不变，则最大转角θmax 是原梁的____________倍。 3．铆接头的连接板厚度为δ，铆钉直径为d 。则铆钉切应力=τ____________，最大挤压应力 bs σ为____________。 (a) (b) (c) 2 (mm)
1、重力作用下流体静压强微分方程为dp=（ ）。 A. –ρdz B. –gdz C. –ρgdz D. ρgdz 2、液体某点的绝对压强为 50 kPa ，大气压为101.3kPa, 则该点的相对压强为（ ）。 A. 159.3 kPa B. 43.3 kPa C. -58 kPa D. -51.3 kPa 3、流体力学中的一元流动是指（ ）。 A. 恒定流动 B. 均匀流动 C. 层流流动 D. 运动要素只与一个坐标有关的流动 4、量纲表征各物理量的（ ）。 A. 大小 B. 类别 C. 特点 D. 本质属性 5、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（ ）。 A. 数值相等 B. 数值不等 C. 仅水平方向数值相等 D. 铅直方向数值最大 。 6、有压管道的管径d 与该管满流时的水力半径R 的比值d/R=（ ）。 A. 8 B. 4 C. 2 D. 1 20 年 月江苏省高等教育自学考试 038328601流体力学基础 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。
7、实际流体恒定元流的测压管水头坡度J p =（ ）。 A. dz ds - B. p d z g ds ρ?? + ? ? ?- C. 2 2p u d g g ds ρ??+ ???- D. 2 2p u d z g g ds ρ??++ ? ? ?- 8、流体静压强p 的作用方向为（ ）。 A. 平行受压面 B. 垂直受压面 C. 指向受压面 D. 垂直指向受压面 9、按几何相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL =100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为（ ）。 A. 10000米 B. 1000米 C. 100米 D. 10米 10、如下图所示，容器内盛有两种不同的液体（ρ1<ρ2），则图中测压管内液体高度h=（ ）。 A. 12h h + B. 1122h h ρρ+ C. 1 12 2 h h ρρ+ D. 212 1 h h ρρ+ 11、在平衡液体中，质量力与等压面（ ）。 A. 重合 B. 平行 C. 相交 D. 正交 12、实际流体中总水头线坡度J=（ ）。 A. dz dl - B. p d z g dl ρ?? + ? ? ?- C. 2 2p u d g g dl ρ??+ ???- D. 2 2p u d z g g dl ρ??++ ? ? ?- 13、文丘里管是一种测量（ ）的仪器。 A. 点流速 B. 压强 C. 密度 D. 流量 14、原型和模型粘性力相似的充分必要条件是两者的（ ）相等。 A. 弗劳德数 B. 雷诺数 C. 欧拉数 D. 牛顿数